(57)【要約】【課題】ダウンシフト時に運転者が感じる違和感を改善した車両用駆動トルク制御装置を提供する。【解決手段】運転状態から目標加速度を演算する目標加速度演算部２０と、目標加速度に基づいて基本駆動トルクを演算する補正する基本駆動トルク指令値演算部２１と、車両の加速度を算出する加速度演算部２８と、運転状態からイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク演算部３２を備える。そして、目標加速度と前記加速度の偏差に基づき第１駆動トルク補正値を演算する第１駆動トルク補正値演算部２９と、目標加速度と加速度の偏差と、イナーシャトルクに基づき第２駆動トルク補正値を演算する第２駆動トルク補正値演算部３０とを有するフィードバック補償部２３を備える。更に、基本駆動トルクと第１駆動トルクに基づいてエンジントルク指令値を演算するエンジントルク指令値演算部３１と、基本駆動トルクと第２駆動トルクに基づいて変速比指令値を演算する変速比指令値演算部３２を有する指令値演算部２７を備え、エンジントルク指令値と変速比指令値に基づいてエンジンと変速機を制御する。【選択図】        図１
2005343422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転状態から目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、
前記目標加速度に基づいて基本駆動トルクを演算するフィードフォワード制御補償手段と、
車両の加速度を算出または検出する加速度演算手段と、
前記運転状態からイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク演算手段と、
前記目標加速度と前記加速度の偏差に基づき第１駆動トルク補正値を演算する第１駆動トルク補正値演算手段と、前記目標加速度と前記加速度の偏差と前記イナーシャトルクに基づき第２駆動トルク補正値を演算する第２駆動トルク補正値演算手段を有するフィードバック制御補償手段と、
前記基本駆動トルクと前記第１駆動トルク補正値に基づきエンジントルク指令値を演算するエンジントルク指令値演算手段と、前記基本駆動トルクと前記第２駆動トルク補正値に基づき変速比指令値を演算する変速比指令値演算手段を有する指令値演算手段と、
前記エンジントルク指令値に基づきエンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記変速比指令値に基づき変速機を制御する変速機制御手段と、を備えたことを特徴とする駆動力制御装置。
【請求項２】
前記第１駆動トルク補正値演算手段と前記第２駆動トルク補正値演算手段のフィードバックゲインを異なる値とすることを特徴とする請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記第１駆動トルク補正値演算手段と前記第２駆動トルク補正値演算手段が比例制御と積分制御を行い、
前記第１駆動トルク補正演算手段の比例ゲインが前記第２駆動トルク補正演算手段の比例ゲインよりも大きく、
前記第１駆動トルク補正演算手段の積分ゲインと前記第２駆動トルク補正演算手段の積分ゲインが等しいことを特徴とする請求項２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記第２駆動トルク補正手段の比例ゲインは、前記目標加速度と前記加速度の偏差から前記イナーシャトルクによる加速度の偏差を除いた値に基づいて演算することを特徴とする請求項３に記載の駆動力制御装置。
【請求項５】
前記イナーシャトルク演算手段によって演算された前記イナーシャトルクを前記エンジントルク指令値に基づいて補正するイナーシャトルク補正手段を備え、
前記イナーシャトルク補正手段は、前記エンジントルク指令値がエンジントルクの上限値の場合には、前記イナーシャトルクに１を乗算して補正値を演算し、
前記エンジントルク指令値が前記エンジントルクの上限値よりも小さい場合には、前記イナーシャトルクに１よりも小さい値を除算して補正値を演算すること特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動力制御装置に関するものであり、特にダウンシフト時における駆動トルク制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、目標エンジン出力（目標駆動力）からエンジン回転速度指令値を演算し、このエンジン回転速度指令値からエンジントルク指令値と変速比指令値を演算するものが特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−０４７８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の発明では、目標駆動力が変化した場合、例えばアクセル開度が大きくなった場合に、ダウンシフトによりエンジンの目標回転速度が急増し、エンジンのイナーシャトルクによって目標駆動トルクを大きく設定することになり、それによってさらにダウンシフトが生じ、目標駆動トルクが更に大きくなり運転者に違和感を感じさせてしまう、といった問題がある。
【０００４】
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、目標駆動力の変化による運転者の感じる違和感を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、運転状態から目標加速度を演算する目標加速度演算手段と、目標加速度に基づいて基本駆動トルクを演算するフィードフォワード制御補償手段と、車両の加速度を算出または検出する加速度演算手段と、運転状態からイナーシャトルクを推定するイナーシャトルク演算手段を備え、目標加速度と前記加速度の偏差に基づき第１駆動トルク補正値を演算する第１駆動トルク補正値演算手段と、目標加速度と加速度の偏差とイナーシャトルクに基づき第２駆動トルク補正値を演算する第２駆動トルク補正値演算手段を有するフィードバック制御補償手段を備える。また、基本駆動トルクと第１駆動トルク補正値に基づきエンジントルク指令値を演算するエンジントルク指令値演算手段と、基本駆動トルクと第２駆動トルク補正値に基づき変速比指令値を演算する変速比指令値演算手段を有する指令値演算手段を備える。そして、エンジントルク指令値に基づきエンジンを制御し、変速比指令値に基づき変速機を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、目標駆動力が変化した場合、例えばダウンシフト時などに、生じるイナーシャトルクを補正するために加速度を大きく設定し、その設定により更にイナーシャトルクが発生することを防止し、またエンジントルクなどのハンチングを防止し、運転者が感じる違和感を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の第１実施形態の構成を図１の構成概略図を用いて説明する。
【０００８】
本発明のパワートレインは、エンジン１と、ロックアップ機構付きトルクコンバータ２と、無段変速機（以下、ＣＶＴ）３で構成する。
【０００９】
エンジン１は、電子制御式スロットルアクチュエータ１ａによりエンジン１への吸入空気を調整することで出力トルクを制御する。
【００１０】
トルクコンバータ２は、ロックアップ機構（図示しない）を備え、このロックアップ機構は、エンジン出力の極低速域のみで開放され、開放状態で車両の停車からの発進を可能とし、更に振動をダンピングする。中高速域では、ロックアップ機構によってトルクコンバータ２の入出力軸間を締結し、その締結力を調整することでエンジン１の出力を一部または完全にＣＶＴ３へ伝達する。
【００１１】
ＣＶＴ３は、トルクコンバータ２と連結するプライマリプーリ４と、車両駆動側と連結するセカンダリプーリ５と、プライマリプーリ４とセカンダリプーリ５間に設け、プライマリプーリ４とセカンダリプーリ５の回転を伝達するベルト６を備え、プライマリプーリ４とセカンダリプーリ５の有効半径を油圧機構によって調節し、変速比を制御する。なお、ＣＶＴ３はベルト式の無段変速機に限らず、トロイダル型無段変速機を使用してもよい。
【００１２】
車両を制御するコントローラは、車両の駆動トルクを制御する駆動トルク制御コントローラ１０と、エンジントルクを制御するエンジントルクコントローラ１１（エンジン制御手段）と、ＣＶＴ３の変速比とクラッチを制御するＣＶＴ＆クラッチコントローラ１２（変速機制御手段）を備える。これらのコントローラは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、デジタルポート、Ａ／Ｄポート、各種タイマ機能を内蔵するワンチップマイコン（あるいは同機能を実現する機能チップ）と、高速通信用回路、各アクチュエータ駆動用回路などによって構成される。
【００１３】
また、コントローラで制御を行うための車両の状態を検出するセンサとして、車両のドライバーの操作するアクセル開度を計測するアクセルセンサ１３と、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ１４と、エンジンクランク軸（図示しない）に取り付けられ、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ（クランク角センサ）１５と、ＣＶＴ３のプライマリプーリ軸に取り付けられ、プライマリプーリの回転速度を検出するプライマリ回転速度センサ１６と、ＣＶＴ３のセカンダリプーリ軸に取り付けられ、デカンダリプーリの回転速度を検出するセカンダリ回転速度センサ１７と、エンジン１の運転点を燃費重視あるいは加速重視にするかを切り換えるエンジン運転点拘束線切換ＳＷ１８と、を備える。なお、車輪速センサ１４、エンジン回転速度センサ１５、プライマリ回転速度センサ１６、セカンダリ回転速度センサ１７は電磁ピックアップなどを使用する。なお、エンジン運転点拘束線切換ＳＷ１８は、運転者によって操作され、例えばシフトレバー近辺に設けられる。
【００１４】
次に駆動トルク制御コントローラ１０で行う加速度制御系の構成（後述するステップＳ４からステップＳ１２）を図２を用いて説明する。
【００１５】
加速度制御系は、目標駆動加速度を演算する目標加速度演算部２０（目標加速度演算手段）と、目標加速度からフィードフォワード補償し基本駆動トルク指令値を演算する基本駆動トルク指令値演算部２１（フィードフォワード制御補償手段）を有する。またイナーシャトルクが無い場合の加速である規範加速度を演算する規範加速度演算部２２と、イナーシャトルクを推定するイナーシャトルク推定部２４（イナーシャトルク演算手段）と、第１駆動トルク補正値と第２駆動トルク補正値を演算するフィードバック補償部２３（フィードバック制御補償手段）を有する。更に基本駆動トルクと第１駆動トルク補正値から第１駆動トルク指令値を演算する第１駆動トルク補正部２５と、基本駆動トルクと第２駆動トルク補正値から第２駆動トルク指令値を演算する第２駆動トルク補正部２６と、エンジントルク指令値と変速比指令値を演算する指令値演算部２７（指令値演算手段）と、車両の加速度を推定する加速度推定部２８（加速度演算手段）を有する。
【００１６】
フィードバック補償部２３は、規範加速度と車両の加速度から第１駆動トルクを演算する第１駆動トルク補正値演算部２９（第１駆動トルク補正値演算手段）と、規範加速度と車両の加速度とイナーシャトルク補正値から第２駆動トルク補正値を演算する第２駆動トルク補正値演算部３０（第２駆動トルク補正値演算手段）を備える。
【００１７】
指令値演算部２７は、エンジントルク指令値を演算するエンジントルク指令値演算部３１（エンジントルク指令値演算手段）と、変速比指令値を演算する変速比指令値演算部３２（変速比指令値演算手段）を備える。
【００１８】
なお、４０は制御対象となるエンジン１及びＣＶＴ３である。
【００１９】
次に駆動トルク制御コントローラ１０の処理内容を図３のフローチャート、図４のブロック図を用いて説明する。図３のフローチャートは所定時間毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に行われる。
【００２０】
ステップＳ１では、ドライバーの踏み込み量からアクセルセンサ１３に設けられたＡ／Ｄポートによってアクセル信号を読み取り、アクセル開度Ａpoを計測する。
【００２１】
ステップＳ２では、車輪速センサ１４に設けられたマイコンのタイマー機能の一つであるインプットキャプチャ機能を用いて計測された車輪速パルス幅（ｎ周期分）の逆数から駆動輪の車輪速Ｖwを演算する。
【００２２】
ステップＳ３では、プライマリ速度センサ１６からプライマリ回転速度ωp、セカンダリ速度センサ１７からセカンダリ回転速度ωsを計測し、ＣＶＴコントローラ１２によって演算した変速比Ｉpを、またクランク角センサ１５から計測したエンジン回転速度ωeを高速通信受信バッファから読み取る。
【００２３】
ステップＳ４では、加速度推定部２８によってステップＳ２で演算した車輪速Ｖwを入力として次式によって加速度推定用バンドパスフィルタによって演算処理を行い加速度推定値αwfを演算する。なお実際の演算ではタスティン近似などで離散化して得られた漸化式を用いて算出する。
【００２４】
【数１】
2005343422.tif 000003
【００２５】
ただし、ｓ：ラプラス演算子、ζn：減衰率、ωn：固有角周波数であり、ζnとωnは車輪速ノイズレベルに応じて決められる。
【００２６】
ステップＳ５では、目標加速度演算部２０において、アクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwに基づき目標加速度αw*を算出する。なお、目標加速度αw*は、図５に示すマップから読み出す。図５はアクセル開度Ａpoと車輪速Ｖwに対する目標加速度αw*を示すマップであり、アクセル開度Ａpoが大きくなると目標加減速度αw*は大きくなり、また車輪速Ｖwが遅くなると目標加速度αw*は小さくなる。なお目標加速度αw*の代わりに目標駆動トルクを演算しても良い。
【００２７】
ステップＳ６では、基本駆動トルク指令値演算部２１において、目標加速度αw*に対して式（２）に示すフィルタ処理によってフィードフォワード制御を行い、位相補償を施し、基本駆動トルク指令値である位相補償出力Ｔffを演算する。なお実際の演算ではタスティン近似などで離散化して得られた漸化式を用いて算出する。
【００２８】
【数２】
2005343422.tif 000004
【００２９】
ステップＳ７では、規範加速度演算部２２において、式（３）により目標加速度αw*に加速度の規範モデル応答に相当する遅れ補償Ｇref（ｓ）と加速度推定用バンドパスフィルタに相当する遅れ補償Ｇlp（ｓ）（二次遅れモデル）を施して、加速度推定値αwf比較するための規範加速度αw_refを演算する。
【００３０】
【数３】
2005343422.tif 000005
【００３１】
ステップ８では、加算部４１によって加速度偏差αerrを
αerr＝αw_ref−αwf    式（４）
によって演算し、フィードバック補償部２３の第１駆動トルク補正値演算部２９において、式（５）によって第１駆動トルク補正値Ｔfb1を演算する。
【００３２】
【数４】
2005343422.tif 000006
【００３３】
ただし、ＫP1：第１比例ゲイン、ＫI1：第１積分ゲインである。この第１駆動トルク補正値Ｔfb1は、イナーシャトルクを補正しない加速度偏差αerrより演算する。
【００３４】
ステップＳ９では、イナーシャトルク推定部２４において、駆動輪角速度ωw（ωw＝車輪速Ｖw／タイヤ半径Ｒ）と変速比変化率（微分値）（ｄ／ｄｔ）Ｉから、
Ｔi_est＝Ｊe×ωw×Ｉp×Ｉf2×（ｄ／ｄｔ）Ｉ    式（６）
ただし、Ｊe：エンジン〜プライマリプーリ慣性モーメント、Ｉf：最終減速比、に基づいてイナーシャトルク推定値Ｔi_estを演算する。なお、変速比変化率については、例えば、式（７）に示すハイパスフィルタによって演算する。
【００３５】
【数５】
2005343422.tif 000007
【００３６】
ただし、ＴH：ハイパスフィルタ用一次遅れ時定数である。実際にはタスティン近似などで離散化して得られた漸化式を用いて算出する。また、式（６）では、実変速比Ｉpの代わりに後述する変速比指令値Ｉp*を用いても良い。変速比指令値Ｉp*を用いることにより、ハイパスフィルタの一次遅れ時定数ＴHを変速比制御の伝達特性ＧCVT（ｓ）相当に設定することができ、より精度良くイナーシャトルクを推定することができる。
【００３７】
ステップＳ１０では、まず減算部４２によって加速度偏差αerrとイナーシャトルクによって生じる加速度αTiから、
αerr’＝αerr−αTi    式（８）
αTi＝Ｔi_est／（Ｍ×Ｒ）    式（９）
によって補正加速度偏差αerr’を演算する。
【００３８】
次に、フィードバック補償部２３の第２駆動トルク補正部３０の積分項演算部４３において、加速度偏差αerrを入力として、
ＴfbI2（ｓ）／αerr＝ＫI2／ｓ    式（１０）
から積分項ＴfbI2を演算し、比例項演算部４４において、補正加速度偏差αerr’を入力として、
ＴfbP2（ｓ）／αerr’＝ＫP2    式（１１）
から比例項ＴfbP2を演算する。ただし、ＫI2：第２積分ゲイン、ＫP2：第２比例ゲインである。第１積分ゲインと第２積分ゲインはその値が等しく（ＫI1＝ＫI2）、第１比例ゲインと第２比例ゲインは第１比例ゲインを第２比例ゲイン以上（ＫP1≧ＫP2）とする。ここでは比例項にイナーシャトルクを補正した加速度αerr’を使用し、積分項には式（４）の加速度αerrを使用し、第１積分ゲインと第２積分ゲインを等しくすることで、定常時にはエンジンのエンジン動作点を最適燃費動作点とすることができる。
【００３９】
そして、加算部４５において、式（１０）、式（１１）により演算した積分項ＴfbI2と比例項ＴfbP2を加算し、
Ｔfb2＝ＴfbI2＋ＴfbP2    式（１２）
より第２駆動トルク補正値Ｔfb2を演算する。
【００４０】
以上のステップによって加速度の変化によって生じるイナーシャトルクの補正を行っていない第１駆動トルク補正値と、イナーシャトルクの補正を行った第２駆動トルク補正値を演算する。
【００４１】
ステップＳ１１では、第１駆動トルク補正部２５において、ステップＳ６で演算した位相補償出力ＴffとステップＳ８で演算した第１駆動トルク補正値Ｔfb1から、第１駆動トルク指令値ＴTe*を、
ＴTe*＝Ｔff＋Ｔfb1    式（１３）
によって演算する。また、第２駆動トルク補正部２６において、ステップ６で演算した位相補償出力ＴffとステップＳ１１で演算した第２駆動トルク補正値Ｔfb2から、第２駆動トルク指令値ＴIP*を、
ＴIp*＝Ｔff＋Ｔfb2    式（１４）
によって演算する。
【００４２】
ステップＳ１２では、第２駆動トルク指令値ＴIp*と駆動輪角速度ωwから、
ＬIp*＝ＴIp*×ωw    式（１５）
によって、第２出力指令値ＬIp*を演算し、予めメモリに記憶された図６に示すマップより最適燃費動作点である目標プライマリ回転速度ωp*を読み出す。図６は等出力線（駆動トルク×駆動輪角速度）とエンジン運転点拘束線とプライマリ回転速度ωp*とエンジントルクの関係を示す図であり、等出力線とエンジン運転点拘束線の交点から目標プライマリ回転速度ωp*を読み出す。エンジン運転点拘束線は、エンジントルクが正の場合、すなわち等速度走行、または加速走行の場合には、燃費を重視した最適燃費運転線を示す。また、エンジントルクが負値の場合は、エンジンブレーキ特性線を示す。なお、図６ではエンジン運転点拘束線を実線で示し、等出力線を破線、等燃費消費線を一点鎖線で示す。一点鎖線で囲まれた領域はそれぞれ等燃料消費域である。
【００４３】
ステップＳ１３では、指令値演算部２７の変速比指令値演算部３２においてステップＳ１３で演算した目標プライマリ回転速度ωp*から、
Ｉp*＝ωp*／ωs    式（１６）
に基づき変速比指令値Ｉp*を演算する。変速指令値Ｉp*はイナーシャトルクを補正した第２駆動トルク補正値Ｔfb2によって補正された指令値であり、変速比指令値Ｉp*は、イナーシャトルクの影響を受けない指令値である。
【００４４】
ステップＳ１４では、指令値演算部２７のエンジントルク指令値演算部３１において第１駆動トルク指令値ＴTe*およびＣＶＴ３の実変速比Ｉpから、
Ｔe*＝ＴTe*／（Ｉp×Ｉf）    式（１７）
に基づき最終エンジントルク指令値Ｔe*を演算する。最終エンジントルク指令値Ｔe*はイナーシャトルクを補正していない第１駆動トルク補正値Ｔfb1によって補正された指令値である。
【００４５】
ステップＳ１５では、最終エンジントルク指令値Ｔe*をエンジントルクコントローラ１１へ、変速比指令値Ｉp*をＣＶＴコントローラ１２へそれぞれ高速通信線を介して出力し、エンジントルク制御部２９によってエンジン１のエンジントルクを最終エンジントルク指令値Ｔe*、ＣＶＴ３のプライマリプーリ４とセカンダリプーリ５の変速比を変速比指令値Ｉp*に制御する（ステップＳ１５が制御手段を構成する）。
【００４６】
以上の制御により、加速度変化が生じた場合に、変速比指令値はイナーシャトルクを除いた指令値なので、イナーシャトルクによって変速比がダウンシフトすることがなく、前記従来例のように、イナーシャトルクによるダウンシフトによって新たに生じるイナーシャトルクの発生を防ぐことができる。また、最終エンジントルク指令値はイナーシャトルクを考慮した指令値であり、車両の加速などを車両の運転状態（加速、勾配走行など）に追従したエンジントルクを出力し、運転者に違和感を感じさせずに走行できる。これにより、イナーシャトルクが新たに発生しないので、ＰＩ制御を行うフィードバック補償部２３の積分項に偏差が蓄積されないので、ハンチングを起こすことなくエンジントルクを指令値に追従させることができる。
【００４７】
次に運転者によってアクセル開度が踏み込まれたときの加速度などの変化について、本発明を用いない場合と、用いた場合を図７、図８に示すタイムチャートを用いて説明する。図７は本発明を用いずにアクセル開度が開かれたときの駆動トルクなどの変化を示す図であり、図８は本発明を用いた場合の駆動トルクなどの変化を示す図である。
【００４８】
まず本発明を用いない場合について図７を用いて説明する。時間ｔ１以前では、アクセル開度Ａpo1、変速比Ｉp1、エンジントルクＴe1、駆動トルクＴd1の状態、アクセル開度一定、かつ駆動トルクが走行抵抗と釣り合っている状態、すなわち車速一定の状態で走行している。
【００４９】
時間ｔ１において、アクセル開度がＡpo1からＡpo2へ変更される。これによって変速比とエンジントルクと駆動トルクの指令値はアクセル開度と共に増加する。しかし、実際の変速比、およびエンジントルクの変化には、指令値に対する機械的な遅れが生じる。実際の変速比などが変化を開始する時間をここでは時間ｔ２とする。
【００５０】
時間ｔ２では、指令値に対する機械的な遅れが生じた後に実変速比または実エンジントルクが変化する。ここではアクセル開度の増加によってダウンシフトとなるが、ダウンシフトに伴ってエンジンのイナーシャトルクが発生する。フィードバック制御を行っている場合には、イナーシャトルクによって加速度の偏差（減少分）を外乱とみなしその分を補償するので、加速度の偏差分を補うためにエンジントルクが増加する方向へ補正を行う。これにより変速比は更にダウンシフトを行い、新たなイナーシャトルクが発生する。そしてエンジンの回転数が次第に上昇し、車速が上昇するとイナーシャトルクの増加が少なくなる。その後イナーシャトルクが減少し始め、時間ｔ３でイナーシャトルクが無くなる。また、イナーシャトルクの減少に伴って、変速比指令値、エンジントルク指令値も減少する。
【００５１】
時間ｔ３では、イナーシャトルクが無くなるが、イナーシャトルクによる加速度の偏差を補うために、エンジントルク指令値を増加したものの実際の加速度（図中計測値）の立ち上がりは遅延しており、加速度の目標値と計測値の偏差が積分器へ蓄積されており、イナーシャトルクが無くなると、蓄積されたトルク増加の影響で、加速度が増加（車両が加速）する。このため、エンジントルク指令値は加速度を小さくするために減少するが、実エンジントルクは遅れて反応するために、今度はエンジントルク指令値の減少指令分が積分器へ蓄積される。以上の遅れによって、加速度は加速度規範値に対して、オーバーシュート、アンダーシュートを繰り返し、ハンチングする。
【００５２】
このハンチングは次第に収束し、時間ｔ４において、エンジントルク指令値と実エンジントルクが一致し、加速度も加速度規範値と一致する。
【００５３】
次に本発明を用いた場合について図８を用いて説明する。時間ｔ１以前では、アクセル開度Ａpo1、変速比Ｉｐ１、エンジントルクＴｅ１、駆動トルクＴｄ１の状態、アクセル開度一定、かつ駆動トルクが走行抵抗と釣り合っている状態、すなわち車速一定の状態で走行している。
【００５４】
時間ｔ１’においてアクセル開度がＡpo1からＡpo2へ変更される。このアクセル開度変更によりダウンシフトとなり、ダウンシフトに伴ってイナーシャトルクが発生するので、本発明では発生するイナーシャトルクを推定し、エンジントルク指令値を演算するための第１駆動トルク指令値と、変速比、すなわちエンジンの回転数を演算するための第２駆動トルク指令値を演算する（ステップＳ１２）。ここでイナーシャトルクは第１駆動トルク指令値には補正が行われず、第２駆動トルク指令値にのみ補正が行われる。つまり、第１駆動トルク指令値には、イナーシャトルクの影響を含んだ演算が行われる（図８の駆動トルク指令値変化で破線がその変化を示す）が、第２駆動トルク指令値には、イナーシャトルクの影響を除いた演算が行われる（図８の駆動トルク指令値変化で実線がその変化を示す）。これにより、第１駆動トルク指令値により演算されるエンジントルク指令値は、イナーシャトルクの影響を受けた指令値となり、第２駆動トルク指令値により演算される変速比指令値は、イナーシャトルクの影響を除いた指令値となる。そして、時間ｔ１’よりそれぞれの指令値は増加する。しかし、実際の変速比、およびエンジントルクの変化には、指令値に対する機械的な遅れが生じる。実際の変速比などが変化を開始する時間をここでは時間ｔ２’とする。
【００５５】
時間ｔ２’では、実エンジントルクと実変速比が変化を開始する。また実エンジントルクの変化に伴ってイナーシャトルクが発生するが、本発明では、変速比指令値はイナーシャトルクの影響を除いた指令値となるので、イナーシャトルクによる新たなダウンシフトは発生せず、新たなダウンシフトによって更にイナーシャトルクが発生する事もない。これによりダウンシフトに伴うイナーシャトルクを小さくすることができる。また、第１駆動トルク指令値により演算されたエンジントルク指令値は、ダウンシフトによって発生したイナーシャトルクを含んでいるために一旦増加するが、その後はイナーシャトルクによるダウンシフトが生じないので次第に減少する。その後エンジン回転数の上昇と共にイナーシャトルクが減少し始め、時間ｔ３’でイナーシャトルクが無くなる。本発明では新たなイナーシャトルクが発生しないので、イナーシャトルクが無くなる時間ｔ３’を短くすることができる。また変速比はイナーシャトルクの影響を受けないので、指令値に対して実変速比が追従して変化する。
【００５６】
時間ｔ３’では、イナーシャトルクが無くなり、車両の加速度が上昇する。本発明では、新たなイナーシャトルクが発生しないので、積分器に偏差が蓄積されることはなく、ハンチングを起こさずに加速度規範値に追従して変化する。
【００５７】
時間ｔ４’において、エンジントルク指令値と実エンジントルクが一致し、加速度も加速度規範値と一致する。
【００５８】
以上のように、本発明ではアクセル開度が増加した場合に、変速比指令値がイナーシャトルクの推定分を差し引くことで、新たに発生するイナーシャトルクを無くし、変速比指令値が小さく（図８の斜線部）することができ、ハンチングを防止することができる。
【００５９】
さらに平坦路を走行後登り勾配の走行となった場合における本発明を用いない場合と、用いた場合の駆動トルク変化を図９、図１０に示すタイムチャートを用いて説明する。図９は本発明を用いずにアクセル開度を運転者が増大させた場合の加速度などの変化を示す図であり、図１０は本発明を用いた場合の加速度などの変化を示す図である。
【００６０】
まず本発明を用いない場合について図９を用いて説明する。なおアクセル開度は一定とする。時間ｔ１以前では勾配の無い平坦路を走行しており、時間ｔ１で登り勾配となる。なお勾配は一定とする。
【００６１】
時間ｔ１では、登り勾配になると加速度が減少するので、駆動トルク及びエンジントルクを増加し、変速比をダウンシフトし、加速度を０、つまり速度が一定となるように指令が出される。しかし、実際の変速比、およびエンジントルクの変化には、指令値に対する機械的な遅れが生じる。実際の変速比などが変化を開始する時間をここでは時間ｔ２とする。
【００６２】
時間ｔ２では、勾配によって減少した加速度を補うために実エンジントルク、実変速比がダウンシフトによって増加するが、そのダウンシフトによってイナーシャトルクが発生する。フィードバック制御を行っている場合には、イナーシャトルクによって加速度の偏差（減少分）を外乱とみなしその分を補償するので、加速度の偏差分を補うためにエンジントルクが増加する方向へ補正を行う。これにより変速比は更にダウンシフトを行い、新たなイナーシャトルクが発生する。そしてエンジンの回転数が次第に上昇するとイナーシャトルクの増加が少なくなり、その後イナーシャトルクが減少し始める。つまり車両がイナーシャトルクの増加による減速が少なくなり、その後イナーシャトルクの減少によって加速する。また、イナーシャトルクの減少に伴って、変速比指令値、エンジントルク指令値も減少する。
【００６３】
しかし、イナーシャトルクの減少によって車両は加速するが、イナーシャトルクによる加速度の偏差を補うために、エンジントルク指令値を増加したものの実際の加速度の立ち上がりは遅延しており、加速度の目標値と計測値の偏差が積分器へ蓄積されており、イナーシャトルクが小さくなると、蓄積されたエンジントルク増加の影響で、加速度が増加する。このため、エンジントルク指令値は加速度を小さくするために減少するが、実エンジントルクは遅れて反応するために、今度はエンジントルク指令値の減少指令分が積分器へ蓄積される。以上の遅れによって、加速度は加速度規範値に対して、オーバーシュート、アンダーシュートを繰り返し、ハンチングする。
【００６４】
このハンチングは次第に収束し、時間ｔ３において、エンジントルク指令値と実エンジントルクが一致し、加速度も加速度規範値と一致する。
【００６５】
次に本発明を用いた場合について図１０を用いて説明する。なおアクセル開度は一定とする。時間ｔ１以前では勾配の無い平坦路を走行しており、時間ｔ１で登り勾配となる。なお勾配は一定とする。
【００６６】
時間ｔ１では、登り勾配になると加速度が減少するので、駆動トルク及びエンジントルクを増加し、変速比をダウンシフトし、加速度を０、つまり速度が一定となるように指令が出される。本発明では発生するイナーシャトルクを推定し、エンジントルク指令値を演算するための第１駆動トルク指令値と、変速比、すなわちエンジンの回転数を演算するための第２駆動トルク指令値を演算する（ステップＳ１２）。ここでイナーシャトルクは第１駆動トルク指令値には補正が行わず、第２駆動トルク指令値にのみ補正が行われる。つまり、第１駆動トルク指令値には、イナーシャトルクの影響を含んだ演算が行われる（図１０の駆動トルク指令値変化で破線がその変化を示す）が、第２駆動トルク指令値には、イナーシャトルクの影響を除いた演算が行われる（図１０の駆動トルク指令値変化で実線がその変化を示す）。これにより、第１駆動トルク指令値により演算されるエンジントルク指令値は、イナーシャトルクの影響を受けた指令値となり、第２駆動トルク指令値により演算される変速比指令値は、イナーシャトルクの影響を除いた指令値となる。そして、時間ｔ１よりそれぞれの指令値は増加する。しかし、実際の変速比、およびエンジントルクの変化には、指令値に対する機械的な遅れが生じる。実際の変速比などが変化を開始する時間をここでは時間ｔ２’とする。
【００６７】
時間ｔ２’では、実エンジントルクと実変速比が変化を開始する。また実エンジントルクの変化に伴ってイナーシャトルクが発生するが、本発明では、変速比指令値はイナーシャトルクを推定し、イナーシャトルクの影響を除いた指令値となるので、イナーシャトルクによる新たなダウンシフトは発生せず、新たなダウンシフトによって更にイナーシャトルクが発生する事もない。これによりダウンシフトに伴うイナーシャトルクを小さくすることができる。また、第１駆動トルク指令値により演算されたエンジントルク指令値は、ダウンシフトによって発生したイナーシャトルクを含んでいるために一旦増加するが、その後はイナーシャトルクによるダウンシフトが生じないので次第に減少する。その後エンジン回転数の上昇と共にイナーシャトルクが減少し始め、時間ｔ３’でイナーシャトルクが無くなる。本発明では新たなイナーシャトルクが発生しないので、イナーシャトルクが無くなる時間ｔ３’を短くすることができる。なお、第２比例ゲインを第１比例ゲインよりも小さくしているので、第２駆動トルク指令値、すなわち変速比指令値は、積分項からの出力が大きく、エンジントルク指令値よりも緩やかに変化する。これによって、アクセル開度が一定の場合に急激に変速比が変化することがなく、運転者が感じる違和感を少なくすることができる。また、本発明では、新たなイナーシャトルクが発生しないので、積分器に偏差が蓄積されないので、ハンチングを起こさずに加速度規範値に追従して変化する。
【００６８】
ｔ３’では、イナーシャトルクが無くなり、ハンチングが起こらないので、加速度が０、すなわち定速走行となる。
【００６９】
ｔ４’では、第１積分ゲイン（ＫI1）と第２積分ゲイン（ＫI2）は、等しく値に設定しているので、エンジントルク指令値と変速比指令値が一致し、エンジンの運転点を燃費最適運転点とすることができる。
【００７０】
本発明の第１実施形態の効果について説明する。
【００７１】
本発明では、フィードフォワード補償部とフィードバック補償部を備えた２自由度制御系において、フィードバック補償部にエンジントルク指令値を演算する第１駆動トルク演算部と、変速比指令値を演算する第２駆動トルク補正部を備え、変速比指令値にはイナーシャトルクの影響を除いた補正を行う。これによってダウンシフトによって生じたイナーシャトルクによって更にダウンシフトを行うことがなく、新たなイナーシャトルクが発生することがない。そのため、イナーシャトルクを小さくし、変速時間を短くすることができる。また、フィードバック補償部に積分項を有している場合でもダウンシフトによる加速度の偏差が蓄積されることがなく、ハンチングを防止することができる。そのため、変速時（特にダウンシフト時）に運転者が感じる違和感を少なくすることができる。
【００７２】
第１比例ゲインを第２比例ゲインを大きい値とし、第１積分ゲインと第２積分ゲインを等しくしたので、加速度偏差にイナーシャトルク以外の高周波成分が生じた場合に変速比指令値を演算する第２駆動トルク補正値への影響を小さくすることができ、新たなイナーシャトルクが生じることを防ぐことができる。また、加速度偏差が０、すなわち定常状態の場合には、第１駆動トルク補正値と第２駆動トルク補正値が一致するので、定常状態ではエンジンの動作点を図６に示す最適燃費点とすることができる。
【００７３】
本発明の第２実施形態について説明する。この実施形態では、第１実施形態の機械的な構成は同じであり、駆動トルク制御コントローラ１０で行う加速度制御系の構成が異なるので、その構成について図１１を用いて説明する。
【００７４】
この実施形態の加速度制御系は、第１実施形態の加速度制御系に加えて、イナーシャトルク推定部２４によって推定されたイナーシャトルクに補正を施すイナーシャトルク補正部３３（イナーシャトルク補正手段）と、指令値演算部２７によって演算されたエンジントルク指令値に補正を施すエンジントルク指令値補正部３４を備える。この構成によって、イナーシャトルクの推定値に基づいて、エンジントルク指令値に補正を加え、さらにイナーシャトルクの推定値に補正を施した値によってＣＶＴ３に用いる第２駆動トルクを求めることで、運転者が感じる違和感をより少なくすることができる。
【００７５】
次に駆動トルク制御コントローラ１０の処理内容を図１２のフローチャート、図１３のブロック図を用いて説明する。図１２のフローチャートは所定時間毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に行われる。
【００７６】
ステップＳ１からステップ９までの制御は第１実施形態の制御と同じなので、ここでの説明は省略する。
【００７７】
ステップＳ１０では、イナーシャトルク推定値補正部３３において、ステップＳ９で演算したイナーシャトルク推定値Ｔi_estに対して、
Ｔi_est’＝ＫTi×Ｔi_est    式（１８）
によって補正を施し、実際に外乱として加速度に影響を与える分の最終イナーシャトルク推定値Ｔi_est’を演算する。なお、ＫTi：イナーシャトルク補正係数であり、後述するエンジントルク指令値Ｔe*から演算する。イナーシャトルク補正係数ＫTiは、図１４に示すマップより算出する。図１４は、エンジントルクとイナーシャトルク補正係数の関係を示すマップであり、エンジントルク指令値Ｔe*が最大（上限値Ｔe_max）のときイナーシャトルク補正係数も最大（ＫTi＝１）となり、エンジントルクが小さくなるとイナーシャトルク補正係数も小さくなり、或る所定のエンジントルク指令値以下ではイナーシャトルク補正係数は一定の値（ＫTi_min）となる。これは加速度の増加が小さい低負荷状態では、イナーシャトルク分がステップ１２（第１実施形態のステップＳ１１）の第１駆動トルク補正部２５によってフィードフォワード的に補正されるので、加速度に影響を与えないからである。そのため低負荷状態ではイナーシャトルク補正係数を小さくし、加速度の増加が大きい高負荷状態では、イナーシャトルク補正係数を大きくし、イナーシャトルクを精度良く推定する。
【００７８】
ステップＳ１１では第１実施形態のステップＳ１０と同じ制御を行うが、ステップＳ１０で用いたイナーシャトルク推定値の代わりに最終イナーシャトルク推定値Ｔi_est’を用いる。
【００７９】
ステップＳ１２からステップＳ１５までの制御は第１実施形態のステップＳ１１からステップＳ１４までと同じ制御なのでここでの説明は省略する。なお、第１実施形態のステップＳ１４において、最終エンジントルク指令値Ｔe*としたが、第２実施形態のステップＳ１５では、エンジントルク指令値Ｔe*とする。
【００８０】
ステップＳ１６では、エンジントルク指令値補正部３４において、ステップＳ９で演算したイナーシャトルク推定値Ｔi_estとステップＳ１５で演算したエンジントルク指令値Ｔe*（第１実施形態のステップＳ１４の式（１７））から、
Ｔe*’＝Ｔe*＋Ｔi_est／（Ｉp×Ｉf）    式（１９）
に基づき最終エンジントルク指令値Ｔe*’を演算する。これによってイナーシャトルクによって増加するエンジントルク分を補正し、更に正確なエンジントルク指令値を演算することができる。
【００８１】
ステップＳ１７では、最終エンジントルク指令値Ｔe*’をエンジントルクコントローラ１１へ、変速比指令値Ｉp*をＣＶＴコントローラ１２へそれぞれ高速通信線を介して出力し、エンジントルク制御部２９によってエンジン１のエンジントルクを最終エンジントルク指令値Ｔe*’、ＣＶＴ３のプライマリプーリ４とセカンダリプーリ５の変速比を変速比指令値Ｉp*に制御する。
【００８２】
以上の制御により、イナーシャトルク推定値を補正することでより正確なイナーシャトルクを推定でき、最終エンジントルク指令値はイナーシャトルクによるエンジントルクの増加分を加えた値であるので、より正確なエンジントルク指令値を演算することできる。
【００８３】
本発明の第２実施形態の効果について説明する。
【００８４】
この実施形態では、第１実施形態の効果に加えて、イナーシャトルク推定部２４によって推定したイナーシャトルクをイナーシャトルク補正部３３によって補正し、イナーシャトルクが大きい場合にはイナーシャトルク補正係数を大きくし、イナーシャトルクが小さい場合にはイナーシャトルク補正係数を小さくすることで、イナーシャトルクを精度良く推定することができ、運転者の感じる違和感をより少なくすることができる。
【００８５】
また、エンジントルク指令値補正部３４によってエンジントルク指令値に推定されたイナーシャトルクによるトルク増加分を加算するので、最終エンジントルク指令値をより正確に演算することができ、イナーシャトルクを補正した最終エンジントルク指令値によってエンジン１のトルクを制御するので、例えばダウンシフトなどの変速比が変化した場合でも、エンジントルクを実際に求められる変化に素早く追従させることができる。
【００８６】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
オートマチックエンジンを搭載した車両などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態の駆動トルク制御コントローラの加速度制御系を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態の駆動トルク制御コントローラが行うフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態の加速度制御系を示すブロック図である。
【図５】本発明の目標加速度を演算するマップある。
【図６】本発明の目標プライマリプーリの回転速度を算出するマップである。
【図７】本発明を用いない場合においてアクセル開度が開かれたときのタイムチャートである。
【図８】本発明を用いた場合においてアクセル開度が開かれたときのタイムチャートである。
【図９】本発明を用いない場合において勾配路を走行するときのタイムチャートである。
【図１０】本発明を用いた場合において勾配路を走行するときのタイムチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態の駆動トルク制御コントローラの加速度制御系を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の駆動トルク制御コントローラが行うフローチャートである。
【図１３】本発明の第２実施形態の加速度制御系を示すブロック図である。
【図１４】本発明のイナーシャトルク補正係数を演算するマップである。
【符号の説明】
【００８９】
１      エンジン
２      トルクコンバータ
３      無段変速機（ＣＶＴ）
４      プライマリプーリ
５      セカンダリプーリ
１０    駆動トルク制御コントローラ
１１    エンジントルクコントローラ（エンジン制御手段）
１２    ＣＶＴ＆クラッチコントローラ（変速機制御手段）
２０    目標加速度演算部（目標加速度演算手段）
２１    基本駆動トルク指令値演算部（フィードフォワード制御補償手段）
２３    フィードバック補償部（フィードバック制御補償手段）
２４    イナーシャトルク推定部（イナーシャトルク演算手段）
２７    指令値演算部（指令値演算手段）
２８    加速度推定部（加速度演算手段）
２９    第１駆動トルク補正値演算部（第１駆動トルク補正値演算手段）
３０    第２駆動トルク補正値演算部（第２駆動トルク補正値演算手段）
３１    エンジントルク指令値演算部（エンジントルク指令値演算手段）
３２    変速比指令値演算部（変速比指令値演算手段）
３３    イナーシャトルク補正部（イナーシャトルク補正手段）
【図１】
2005343422.tif 000008
【図２】
2005343422.tif 000009
【図３】
2005343422.tif 000010
【図４】
2005343422.tif 000011
【図５】
2005343422.tif 000012
【図６】
2005343422.tif 000013
【図７】
2005343422.tif 000014
【図８】
2005343422.tif 000015
【図９】
2005343422.tif 000016
【図１０】
2005343422.tif 000017
【図１１】
2005343422.tif 000018
【図１２】
2005343422.tif 000019
【図１３】
2005343422.tif 000020
【図１４】
2005343422.tif 000021